CN111828441B - 铁路隧道空气震荡控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及隧道领域，具体公开了铁路隧道空气震荡控制器，包括设置在隧道内壁上的弧形的控制单元，所述控制单元包括外壳体，所述外壳体内设有若干层隔板，每层隔板上均设有若干进气孔和若干缓冲机构，所述缓冲机构包括安装槽、第一弹簧和缓冲片，所述安装槽设置在隔板底部，第一弹簧设置在安装槽中，缓冲片设置在第一弹簧上，缓冲片与进气孔交替排布，缓冲片呈向下弯曲的部分球面；两层隔板之间形成有缓冲空腔，外壳体的两侧设有若干排气孔。本发明的目的在于解决列车进入隧道时引起空气震荡的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及隧道领域，具体公开了铁路隧道空气震荡控制器。
背景技术
铁路隧道的空气震荡是指火车、动车或高铁等高速运行的列车在进入铁路隧道时，列车瞬间挤压隧道口的空气而形成高压波，高压波经由隧道的反射再挤压列车，所以高速行驶的列车在进入隧道口时会产生一定程度的震动，该效应称为活塞效应。我国现有的高速列车基本为高铁，高铁的时速一般在200-300km/h，高铁以该范围的时速进入隧道时，也仅会产生比较轻微的震动，不会对高铁行驶产生负面影响。目前，我国正在研究时速600Km/h的高速磁悬浮列车，该高速磁悬浮列车的时速是现有高铁的2-3倍，当其进入隧道时，空气震荡更加剧烈，可能使列车产生较大幅度的晃动、严重影响列车的行驶，更甚可能会造成安全事故。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供铁路隧道空气震荡控制器，以解决列车进入隧道时引起空气震荡的技术问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种铁路隧道空气震荡控制器，包括设置在隧道内壁上的弧形的控制单元，所述控制单元包括外壳体，所述外壳体内设有若干层隔板，每层隔板上均设有若干进气孔和若干缓冲机构，所述缓冲机构包括安装槽、第一弹簧和缓冲片，所述安装槽设置在隔板底部，第一弹簧设置在安装槽中，缓冲片设置在第一弹簧上，缓冲片与进气孔交替排布，缓冲片呈向下弯曲的部分球面；两层隔板之间形成有缓冲空腔，外壳体的两侧设有若干排气孔。
可选地，相邻的两个隔板中的进气孔交错设置。
可选地，所述缓冲空腔内放置有若干缓冲球，所述缓冲球采用塑料制成，缓冲球内部中空。
可选地，若干缓冲空腔中，从下到上缓冲空腔内的缓冲球数量逐渐增加。
可选地，所述外壳体的外侧壁上设有抽风机构，所述抽风机构内设有抽风机和按压式延时开关，所述按压式延时开关设置在最下方的隔板的底壁上，所述按压式延时开关与抽风机电连接。
可选地，从下往上的第二层隔板的进气孔上设有第一单向气阀，第一单向气阀仅供气体从下向上流动。
可选地，所述隧道的内壁上开设有凹槽，凹槽中设置有缓冲活塞，缓冲活塞包括活塞缸、塞柱和第二弹簧，活塞缸固定设置在凹槽内，塞柱滑动密封设置在活塞缸中，第二弹簧的两端分别与活塞缸的内壁和塞柱的内壁连接，塞柱与外壳体的顶壁连接；塞柱上设有第一通孔，外壳体上设有与第一通孔连通的第二通孔，第二通孔中设有第二单向气阀，活塞缸上设有与外界连通的第三通孔，第三通孔上设有第三单向气阀；第二单向气阀仅供气流从下向上流动，第三单向气阀仅供气流从活塞缸向外流动。
本方案的工作原理及有益效果在于：
1、本方案中在隧道的顶部设置有控制单元，当空气向隧道顶部运动时会先接触若干隔板，隔板上设有缓冲片，缓冲片能够减小空气的流通速度，且由于缓冲片呈球面，所以空气会顺着缓冲片流入到进气孔中，从而进入缓冲空腔。由于相邻隔板之间的进气孔交错，所以当空气接触上一层隔板时会被再次减速，减少空气带来的震荡。
2、隔板之间的缓冲空腔中设有缓冲球，缓冲球的数量从下到上越来越多，所以空气从下向上流动时其速度越来越慢，逐渐减少其震荡的能量。从下向上的第二块隔板上设置有第一单向阀，所以空气流入第一单向阀后就无法再反射回去，极大程度地减少了空气震荡。
3、外壳体的侧壁上设有抽风机构，当空气瞬间被挤压向外壳体上的隔板时，空气压力很大能够瞬间按下按压式延时开关，使抽风机启动，抽风机就能够运行一段时间来讲缓冲空腔中的空气抽出并排放到隧道外，避免空气震荡。
4、隧道的内壁上还设有缓冲活塞，空气震荡时将外壳体向凹槽内推动，此时外壳体将塞柱向内推动，活塞缸中的气体从第三单向气阀中流出，然后第二弹簧带动塞柱和外壳体复位，此时外壳体中的气体再从外壳体流向活塞缸，以吸收外壳体中的空气。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
图1为实施例的结构示意图；
图2为图1的仰视方向示意图；
图3为图2中A处的结构示意图；
图4为控制单元、缓冲活塞和抽风机构的纵剖视图。
附图中标记如下：隧道1、排气管2、抽风机构3、外壳体4、塞柱5、隔板6、进气孔7、缓冲片8、按压式延时开关9、抽风机10、活塞缸11、第二弹簧12、第一通孔13、第二通孔14、第一单向气阀15、第二单向气阀16、第三单向气阀17、安装槽18、第一弹簧19、缓冲球20。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例
一种铁路隧道1空气震荡控制器，结合图1，包括设置在隧道1内壁上的弧形的控制单元和缓冲活塞。
结合图2-图3，控制单元包括外壳体4，外壳体4呈底部开口的框状，外壳体4内水平固定设有若干层隔板6，每层隔板6上均设有若干进气孔7和若干缓冲机构。相邻的两个隔板6中的进气孔7交错设置。缓冲机构包括安装槽18、第一弹簧19和缓冲片8，安装槽18设置在隔板6底部，第一弹簧19固定设置在安装槽18中，缓冲片8固定设置在第一弹簧19上，缓冲片8与进气孔7交替排布，缓冲片8呈向下弯曲的部分球面。从下往上的第二层隔板6的进气孔7上设有第一单向气阀15，第一单向气阀15仅供气体从下向上流动。两层隔板6之间形成有缓冲空腔，外壳体4朝向隧道1外部的一侧设有若干排气孔，排气孔与缓冲空腔连通。缓冲空腔内放置有若干缓冲球20，缓冲球20采用塑料制成，缓冲球20内部中空。若干缓冲空腔中，从下到上缓冲空腔内的缓冲球20数量逐渐增加。外壳体4的外侧壁上设有抽风机构3，抽风机构3包括抽风机10和按压式延时开关9，抽风机10固定设置在抽风机构3中，外壳体4上的排气孔与抽风机构3内部连通。按压式延时开关9带有继电器，当其被按下又松开后，会延迟一定的时间才关闭，其固定设置在最下方的隔板6的底壁上，并与抽风机10电连接。
结合图4，隧道1的隧道1口内壁上沿周向开设有三个凹槽，凹槽中设置有缓冲活塞，缓冲活塞包括活塞缸11、塞柱5和第二弹簧12。活塞缸11固定设置在凹槽内，塞柱5滑动密封设置在活塞缸11中，第二弹簧12的两端分别与活塞缸11的内壁和塞柱5的内壁固定连接，塞柱5与外壳体4的顶壁固定连接。塞柱5上设有第一通孔13，外壳体4上设有与第一通孔13连通的第二通孔14，第二通孔14中设有第二单向气阀16，活塞缸11上设有与外界连通的第三通孔，第三通孔上设有第三单向气阀17，第三通孔上还连通有排气管2，排气管2伸出到隧道1外部。第二单向气阀16仅供气流从下向上流动，第三单向气阀17仅供气流从活塞缸11向外流动。
具体实施时：
当高速列车进入隧道1将空气向隧道1内壁挤压形成高压波时，空气直接作用在外壳体4最下方的隔板6上，按压式延时开关9先受到按压并启动一段时间，抽风机10开始将外壳体4中的空气向外抽出并排放到隧道1外部，使外壳体4内形成负压。同时，空气作用到隔板6的缓冲片8上，受到第一次缓冲减速，并通过进气孔7流入到缓冲空腔内，经过缓冲球20的第二次缓冲减速，然后再流动到上一层隔板6的缓冲片8并进行第三次缓冲减速、经过该层的缓冲球20后进行第四次缓冲减速，再向上流动并受到第五次和第六次缓冲减速。当高压波作用在隔板6上时还会将外壳体4整个向内推动，塞柱5也随之向内移动并将活塞缸11中的空气从排气管2中排放到隧道1外，由于高压波持续时间短，所以塞柱5和外壳体4会在第二弹簧12的作用下快速地回复原位，此时外壳体4内部的空气再被吸入到活塞缸11中，以快速消耗外壳体4内的空气，最终大幅度甚至完全吸收空气形成的高压波能量，减少甚至避免空气震荡而导致高速列车晃动的幅度。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。
Claims (7)
1.一种铁路隧道空气震荡控制器，其特征在于：包括设置在隧道内壁上的弧形的控制单元，所述控制单元包括外壳体，所述外壳体内固定设有若干层隔板，每层隔板上均设有若干进气孔和若干缓冲机构，所述缓冲机构包括安装槽、第一弹簧和缓冲片，所述安装槽设置在隔板底部，第一弹簧固定设置在安装槽中，缓冲片设置在第一弹簧上，缓冲片与进气孔交替排布，缓冲片呈向下弯曲的部分球面；两层隔板之间形成有缓冲空腔，外壳朝向隧道外部的一侧设有若干排气孔。
2.根据权利要求1所述的铁路隧道空气震荡控制器，其特征在于：相邻的两个隔板中的进气孔交错设置。
3.根据权利要求2所述的铁路隧道空气震荡控制器，其特征在于：所述缓冲空腔内放置有若干缓冲球，所述缓冲球采用塑料制成，缓冲球内部中空。
4.根据权利要求3所述的铁路隧道空气震荡控制器，其特征在于：若干缓冲空腔中，从下到上缓冲空腔内的缓冲球数量逐渐增加。
5.根据权利要求4所述的铁路隧道空气震荡控制器，其特征在于：所述外壳体的外侧壁上设有抽风机构，所述抽风机构包括抽风机和按压式延时开关，所述按压式延时开关设置在最下方的隔板的底壁上，所述按压式延时开关与抽风机电连接。
6.根据权利要求5所述的铁路隧道空气震荡控制器，其特征在于：从下往上的第二层隔板的进气孔上设有第一单向气阀，第一单向气阀仅供气体从下向上流动。
7.根据权利要求6所述的铁路隧道空气震荡控制器，其特征在于：所述隧道的隧道口内壁上沿周向开设有凹槽，凹槽中设置有缓冲活塞，缓冲活塞包括活塞缸、塞柱和第二弹簧，活塞缸固定设置在凹槽内，塞柱滑动密封设置在活塞缸中，第二弹簧的两端分别与活塞缸的内壁和塞柱的内壁固定连接，塞柱与外壳体的顶壁固定连接；塞柱上设有第一通孔，外壳体上设有与第一通孔连通的第二通孔，第二通孔中设有第二单向气阀，活塞缸上设有与外界连通的第三通孔，第三通孔上设有第三单向气阀；第二单向气阀仅供气流从下向上流动，第三单向气阀仅供气流从活塞缸向外流动。
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